Научно-практические аспекты разработки и оценки качества напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье Котова Татьяна Вячеславовна

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Теоретическое обоснование необходимости разработки напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье 16

1.1 Ассортимент тонизирующих напитков 17

1.2 Влияние тонизирующих напитков на организм человека 27

1.3 Требования нормативных документов к качеству и безопасности тонизирующих напитков 31

Заключение по главе . 36

Глава 2. Организация работы, объекты и методы исследования 37

2.1 Организация работы 37

2.2 Объекты исследования 39

2.3 Методы исследования 46

Глава 3. Анализ рынка напитков безалкогольных тонизирующих и исследование показателей качества и безопасности . 60

3.1 Анализ состояния и перспективы развития рынка напитков безалкогольных тонизирующих в России и за рубежом 60

3.2 Исследование показателей качества и безопасности напитков безалкогольных тонизирующих, реализуемых на рынке г. Кемерово 69

3.2.1 Исследование маркировки напитков безалкогольных тонизирующих 69

3.2.2 Содержание тонизирующих компонентов в напитках безалкогольных, обеспечивающих оптимальный тонизирующий эффект . 77

3.2.3 Оценка органолептических показателей напитков безалкогольных тонизирущих 83

3.2.4 Исследование микробиологических показателей напитков безалкогольных тонизирущих 88

3.2.5 Натурные наблюдения при употреблении напитков безалкогольных тонизирующих 89

Глава 4. Обоснование использования растительного сырья для производства напитков безалкогольных тонизирующих 101

4.1 Разработка способа количественного определения панаксозидов 101

4.2 Исследование биологически активных веществ растительного сырья 105

4.2.1 Исследование биологически активных веществ женьшеня 105

4.2.2 Исследование биологически активных веществ лимонника китайского 109

4.2.3 Исследование биологически активных веществ родиолы розовой 117

4.2.4 Исследование биологически активных веществ элеутерококка 121

4.2.5 Исследование биологически активных веществ в соке брусники прямого отжима 126

4.2.6 Исследование биологически активных веществ в соке черники прямого отжима 128

4.2.7 Исследование биологически активных веществ в соке облепихи прямого отжима 133

4.3 Влияние многократного приема напитков безалкогольных тонизирующих на биомаркеры цитолиза 136

Глава 5. Разработка рецептур напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье с учетом потребительских предпочтений 146

5.1 Исследование потребительских предпочтений 146

5.1.1 Характеристики напитков безалкогольных тонизирующих, влияющие на формирование потребительских предпочтений 146

5.1.2 Исследование предпосылок для разработки напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье 157

5.2 Проектирование технологии производства напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье 163

5.3 Исследование сохраняемости напитков безалкогольных тонизирующих 179

5.4 Регламентируемые показатели напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье 186

5.5 Расчет экономической целесообразности производства напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье . 189

Глава 6. Доказательства безопасности и эффективности разработанных напитков 194

6.1 Доказательства безопасности напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье 194

6.2 Доказательства эффективности напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье 198

6.3 Оценка прогноза цитолиза на основании математических моделей прогнозирования изменения активности общей лактатдегидрогеназы 204

Глава 7. Разработка классификации напитков безалкогольных тонизирующих 221

7.1 Анализ классификаций напитков функциональной направленности 221

7.2 Классификация напитков безалкогольных тонизирующих 231

Заключение 239

• Влияние тонизирующих напитков на организм человека
• Содержание тонизирующих компонентов в напитках безалкогольных, обеспечивающих оптимальный тонизирующий эффект
• Проектирование технологии производства напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье
• Анализ классификаций напитков функциональной направленности

Введение к работе

Актуальность темы исследования

Одной из приоритетных задач пищевой промышленности является создание комплекса мероприятий, направленных на удовлетворение потребностей в здоровом питании различных групп населения с учетом их традиций, привычек и экономического положения, что отражено в распоряжении Правительства РФ № 1873-р от 25.10.2010 г. «Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года».

Наблюдается увеличение объемов производства и оборота тонизирующих
напитков, а также рост количества людей, отдающих предпочтение этой группе
пищевых продуктов. Основными потребителями тонизирующих напитков
являются молодые люди в возрасте 18-35 лет. Тонизирующие напитки
оказывают стимулирующее действие на энергетический обмен, способствуют
оптимальному функционированию организма в условиях повышенных
физических и психоэмоциональных нагрузок (Пометов Ю. Д., Калинина А. Г.,
Кондрашев Г. И., 2015). Вместе с тем неконтролируемое их употребление
может сопровождаться нежелательными проявлениями такими, как тахикардия,
повышенное артериальное давление, гипергликемия, нарушение структуры и
продолжительности сна, степень выраженности которых имеет

индивидуальные особенности (Никольский С., 2008; Пакен П., 2010; Застрожин М. С., Дрожжина Н. А., 2015).

Это обусловлено тем, что большинство реализуемых тонизирующих напитков содержат кофеин – достаточно выраженный стимулятор центральной нервной системы (ЦНС). Поэтому кофеинсодержащие напитки предназначены для эпизодического применения (не более 350 см³ в сутки), противопоказаны людям старшего и пожилого возраста с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, а также легкой возбудимостью ЦНС, при бессоннице, во время беременности, в климактерический период и лицам до 18 лет. Систематическое употребление напитков с кофеином так же, как и кофе, может вызвать зависимость и соответствующие негативные изменения в организме (Калинин А. Я., Давлатхонова М. О., Хабиб А., Соколов В. П., 2014).

Совокупность этих обстоятельств послужила основанием для разработки напитков безалкогольных, содержащих вместо кофеина растительные добавки: лимонник китайский, женьшень, родиолу розовую, элеутерококк, – обладающие тонизирующим действием и отсутствием побочных эффектов. На предприятиях розничной торговли такие напитки практически отсутствуют, недостаточно проводятся исследования по изучению их влияния на организм и безопасность длительного употребления. При этом необходимо учитывать региональные особенности растительного сырья с тонизирующими компонентами и предпочтения потребителей.

В связи с вышесказанным представляется актуальной разработка новых видов напитков безалкогольных на основе растительного сырья с оценкой их качества и безопасности.

Степень разработанности темы исследования

Напитки безалкогольные тонизирующие (НБТ) приобретают все большую популярность на фоне развивающегося рынка, что подтверждается результатами маркетинговых исследований известных международных и российских компаний: BusinesStat, Euromonitor International, Бизнес-аналитика и холдинг Ромир Гэллап Интернешнл. Выявляются предпочтения потребителей, изучаются региональные особенности рынка тонизирующих напитков (Киселев В. М., Эйрих А. А., 2006-2009; Штерман С. В., Андреев Г. И., 2011-2012; Киселева Т. Ф., 2006-2013). Однако, несмотря на разноплановые исследования, нельзя однозначно заключить, какие характеристики определяют предпочтения потребителей при выборе НБТ: продолжительность и выраженность тонизирующего эффекта (ТЭ), использование натуральных ингредиентов или полнота информации на маркировке напитка, в т.ч. срок его годности.

В определенной степени это обусловлено сложностью оценки ТЭ, изучение которого проводилось при различных состояниях организма, в т. ч. в условиях длительного утомления (Нужный В. П., Пометов Ю. Д., Ковалева А. В., Мартюшов А. Н., Демешина И. В. и др., 2004; Kumao Т., Fujii Sh., 2006; Kalus J., Steinke L., 2007; Mason М., 2008). Вместе с тем практически отсутствуют работы по изучению влияния тонизирующих напитков на жизнедеятельность физически активных людей.

Остается малоизученным вопрос оценки химического состава тонизирующих компонентов растительного сырья. Данной проблеме посвящены работы В. А. Куркина и Ф. Ш. Сатдаровой (2000-2014); Byong-Kyu Shin, Sung Won Kwon, Ick Hyun Jo, Young Chang Kim (2015-2016).

Имеются материалы по разработке НБТ, не содержащих кофеин, на основе растительных тонизирующих компонентов: выжимок винограда, цветков гибискуса, кожуры апельсина, плодов можжевельника, вишни, папайи, груши и др. – представителями Кубанской научной школы О. И. Квасенковым, Л. Я. Родионо-вой, Е. А. Юшиной, Л. Г. Влащик, Л. В. Донченко (2004-2006); на основе меда и мумие – Московской научной школы Е. Л. Гладыш, Т. Л. Киселевой, А. А. Карпеевым (2010-2011); с использованием кокосовой воды и плодовых соков – М. Kipfer (США, 2012); ореха колы и водного экстракта кофе – В. Stoodley (Франция, 2012). Эти напитки в определенной степени отражают региональные особенности используемого растительного сырья и, возможно, потребительские предпочтения жителей Кубани, Центральной России, Северной Америки и Европы. В некоторых регионах России, в частности, Приморском крае, Западной и Восточной Сибири для приготовления тонизирующих препаратов традиционно используют женьшень, родиолу розовую, лимонник китайский и элеутерококк. Однако, оценка возможности применения этого сырья для изготовления НБТ, их эффективности и безопасности, особенно при длительном употреблении в условиях повседневной жизнедеятельности, практически не проводилась.

Целью диссертационной работы является разработка и апробация теоретического и практического подходов к созданию напитков безалкогольных на основе растительного сырья, обладающих тонизирующим эффектом.

Исходя из цели поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать состояние и перспективы развития рынка НБТ.

2. Провести товароведную оценку качества кофеинсодержащих НБТ, реализуемых на рынке г. Кемерово, и изучить их эффективность на основании результатов натурных исследований.

3. Обосновать использование растительного сырья, обладающего тонизирующим эффектом, и установить маркеры идентификации НБТ на растительном сырье; исследовать возможность использования фармакопейных препаратов в качестве контрольных образцов.

4. Разработать способ количественного определения панаксозидов для идентификации женьшеня в составе напитков.

5. Исследовать потребительские предпочтения в отношении НБТ на растительном сырье.

6. Спроектировать рецептуры НБТ на растительном сырье с учетом функциональной направленности и требований потребителей.

7. Исследовать медико-биологическую эффективность разработанных НБТ на растительном сырье натурными наблюдениями на добровольцах и в эксперименте на лабораторных животных – крысах линии Wistar.

8. Разработать описательную балльную шкалу для оценки органолептиче-ских показателей НБТ на растительном сырье.

9. Дать товароведную оценку, установить регламентируемые показатели качества, разработать документы по стандартизации, провести промышленное внедрение разработанных НБТ на растительном сырье.

10. Предложить классификацию НБТ на растительном сырье.

Научная концепция заключается в комплексном научно-практическом подходе к формированию качества, безопасности и функциональной направленности НБТ на растительном сырье в рамках предложенной классификации.

Научная новизна

11. Обоснована целесообразность разработки НБТ на растительном сырье с учетом прогноза увеличения объема продаж в России к 2020 г. в среднем на 18 % (п. 7 паспорта специальности 05.18.15).

12. Научно обоснована возможность комплексного использования методик Бурдона и Шульте, основанного на интеграции показателей – точности выполнения, продуктивности, эффективности работы, степени врабатываемости, психической устойчивости для определения начала и продолжительности ТЭ НБТ (п. 3 паспорта специальности 05.18.15).

13. Установлены маркеры идентификации НБТ: с родиолой розовой – галловая кислота, тирозол и салидрозид; с экстрактом элеутерококка – элеутерози-ды; с лимонником китайским – лигнаны в пересчете на -схизандрин. Научно обоснована возможность использования фармакопейных препаратов при определении биологически активных веществ в растительном сырье (п. 9 паспорта специальности 05.18.15).

14. Предложен метод количественного определения панаксозидов, основанный на спектрофотометрическом способе измерения оптической плотности окрашенного комплекса фосфорномолибденовой кислоты с растворами извлечений женьшеня, позволяющий идентифицировать биомассу и препараты женьше-

ня (п. 9 паспорта специальности 05.18.15).

5. На основе предложенной эмпирической модели спроектированы рецептуры НБТ на растительном сырье, учитывающие предпочтения отдельных групп населения по показателям качества НБТ и их функциональную направленность (п. 11 паспорта специальности 05.18.15).

6. Доказаны медико-биологическая эффективность и безопасность разработанных НБТ на растительном сырье в натурных наблюдениях и в эксперименте на животных; математически обосновано определение активности лактатде-гидрогеназы как маркера повреждения клеток печени, сердца, головного мозга и скелетных мышц при возможных токсических эффектах (п. 3 паспорта специальности 05.18.15).

7. Предложена описательная 25-ти-балльная шкала для органолептиче-ской оценки разработанных напитков, позволяющая определить градации качества (п. 9 паспорта специальности 05.18.15).

8. Предложена классификация НБТ с выделением классификационных признаков: «от времени наступления тонизирующего эффекта», «по продолжительности действия тонизирующего эффекта», «по виду используемых тонизирующих компонентов» (п. 7 паспорта специальности 05.18.15).

Теоретическая и практическая значимость работы

Теоретическая. Разработаны новые подходы к определению интенсивности и продолжительности ТЭ НБТ. В условиях in vivo на модельном объекте установлено влияние кофеина и растительных добавок – адаптогенов в традиционно рекомендуемых количествах. Проведена сравнительная оценка качественного и количественного состава основных групп фармакологически активных соединений в соках прямого отжима, экстрактах и фармакопейных препаратах. Определены признаки группировки и классификационные единицы НБТ. Полученные результаты могут быть использованы в качестве теоретической основы для разработки безопасных напитков с направленными функциональными свойствами.

Практическая. Проведен анализ международного рынка НБТ, показавший рост объема продаж к 2020 году в среднем на 36 % при наличии дохода от реализации 6697 млн долларов. Полученные данные служат основанием для расширения ассортимента рассматриваемой группы пищевых продуктов. Российский рынок характеризуется аналогичным вектором развития. Объем продаж увеличится на 18 % при доходе от реализации 394 млн долларов.

Получены данные о потребительских предпочтениях в отношении НБТ, которые в дальнейшем использованы при проектировании рецептур.

Разработаны методические указания «Определение качества и безопасности напитков безалкогольных тонизирующих», в которых представлен алгоритм, позволяющий проводить идентификацию НБТ; методические рекомендации «Система оценки органолептических показателей напитков безалкогольных тонизирующих».

Разработанные рецептуры новых видов НБТ на растительном сырье апробированы на предприятии ООО «Аква-Вита» (г. Юрга, Кемеровской обл.). Разработаны и утверждены документы по стандартизации ТУ 9185-003-39656998-14

«Напитки безалкогольные тонизирующие с лимонником китайским «WILD CAT» («ДИКИЙ КОТ»)», ТУ 9185-004-39656998-14 «Напитки безалкогольные тонизирующие с родиолой розовой «WILD CAT» («ДИКИЙ КОТ»)», ТУ 9185-005-39656998-14 «Напитки безалкогольные тонизирующие с женьшенем «WILD CAT» («ДИКИЙ КОТ»)» и ТИ 9185-003-39656998-14. Разработанная 25-ти-балльная шкала внедрена и используется на ООО «Аква-Вита».

Новизна технических решений подтверждена патентом № 2578964 РФ «Способ количественного определения панаксозидов».

Материалы диссертации используются в учебном процессе на кафедре торгового дела для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 38.03.07 «Товароведение» и 38.03.06 «Торговое дело» Кемеровского института (филиала) ФГБОУ ВО «Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова».

Методология и методы исследования

В основу методологии диссертационной работы положены теоретические и практические аспекты современной нутрициологии, посвященные оценке функциональных свойств исходного сырья и готовой продукции, в том числе НБТ. В рамках указанной методологии предложено использовать оценку определения интенсивности и продолжительности тонизирующего эффекта, что позволяет повысить конкурентоспособность нового продукта, оценить его потребительские свойства и сделать полноценный выбор. При проведении исследований применялись общепринятые, стандартные и модифицированные методы испытаний качества, безопасности и функциональных свойств, статистической обработки полученных результатов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование необходимости разработки и производства напитков безалкогольных на растительном сырье, обладающих ТЭ.

2. Обоснование применения лигнанов, галловой кислоты, тирозола, са-лидрозида и элеутерозидов в качестве маркеров идентификации НБТ на растительном сырье.

3. Комплексная методика определения продолжительности и интенсивности ТЭ.

4. Методика количественного определения и идентификации панаксозидов в биологических материалах и препаратах женьшеня.

5. Эффективность применения НБТ на растительном сырье, подтвержденная результатами медико-биологических исследований.

6. Классификация НБТ на растительном сырье.

Степень достоверности и апробация результатов экспериментальных данных оценивали методами математической статистики с привлечением современных программных средств. Экспериментальные исследования проводились в 5-кратной повторности для каждого варианта опыта и контроля с доверительной вероятностью 0,95.

Основные положения и результаты исследования доложены и обсуждены на международных научно-практических конференциях: «Торговля в ХХI веке» (Кемерово, 2011, 2012), «Потребительский рынок Евразии: современное состоя-

ние, теория и практика в условиях Таможенного союза и ВТО» (Екатеринбург, 2013), «Kluczowe aspekty naukowej dziaalnoci – 2014» (Przemysl, 2014), «Насто-ящи изследвания и развитие – 2014» (София, 2014), «Инновационное развитие современной науки» (Уфа, 2014); на городском конкурсе «Лучший городской инновационный проект» (Кемерово, 2014), а также на международных научно-практических конференциях «Пища. Экология. Качество» (Москва, 2015) и «Современный взгляд на будущее науки» (Казань, 2017).

По теме диссертации опубликовано 26 научных работ, в том числе 16 – в журналах, рекомендованных ВАК, 2 монографии, патент.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, аналитического литературного обзора, описания материалов и методов исследования, пяти глав результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, списка литературы и приложений. Основной текст изложен на 267 страницах. Диссертация содержит 80 таблиц и 61 рисунок. Список использованной литературы включает 241 источник, в том числе 36 иностранных.

Влияние тонизирующих напитков на организм человека

Для быстрого и кратковременного повышения работоспособности некоторые водители транспортных средств принимают психостимулирующие напитки, содержащие кофеин (чай, кофе, тонизирующие напитки). Однако прием таких продуктов имеет ряд ограничений из-за того, что их поступление в организм может вызвать не только стимуляцию работоспособности, но и парадоксальное ее снижение вплоть до угнетения [45, 176, 184].

На базе Российского научно-исследовательского института Здоровья, Московского городского психолого-педагогического университета и Государственного Научного Центра социальной и судебной психиатрии имени В. П. Сербского были изучены различные аспекты влияния НБТ на человека в состоянии утомления, вызванного непрерывной 8-часовой работой на компьютерном автосимуляторе. Для компенсации утомления применяли три вида НБТ: Bulldozer II, Non Stop, Red Bull и плацебо.

При проведении исследований применяли клинико-физиологические методы:

1. Выполнение активной ортостатической пробы;

2. Стабилометрическое исследование;

3. Измерение артериального давления и частоты сердечных сокращений при дозированной физической и психофизической (автосимулятор) нагрузке.

В результате 5-тичасовой нагрузки («гонки» на автосимуляторе) эффект от приема исследуемых НБТ почувствовали все испытуемые. Тонизирующий эффект проявлялся в улучшении общего самочувствия, внимания, появлении ясности мышления, устранении мышечного дискомфорта, утомления глаз, появлении бодрости, уменьшения сонливости. Все добавки начинали действовать в интервале от нескольких минут до получаса. По продолжительности сохранения тонизирующего эффекта после приема НБТ – эффект сохранялся около 1 часа [49]. Анализ результатов анкетирования показал, что достоверное улучшение общего самочувствия происходило на фоне приема НБТ [49].

Иногда тонизирующие напитки смешивают с алкоголем. Тонизирующие компоненты выполняют стимулирующую функцию, в то время как алкоголь является аксиолитиком. Вред такого сочетания, по мнению ученых, заключается в способности тонизирующих напитков замаскировать влияние алкоголя, в результате человек не сможет принять его влияние в расчет, ослабляя контроль за количеством выпитого [185, 217, 218, 224, 225]. Алкоголь в больших дозах вызывает естественную усталость, но стимулирующий эффект тонизирующих напитков способен перебить его.

Группой ученых исследованы физиологические эффекты сочетанного употребления НБТ и алкоголя на организм человека. Каждый испытуемый принимал участие в эксперименте по индивидуальной схеме: сначала употреблял алкоголь в смеси с 350 см3 напитка Red Bull; затем – алкоголь в том же объеме, но с порошкообразной смесью Bulldozer (35 г разведено в 350 см3 смеси яблочного сока и минеральной воды); в третий раз – только алкоголь (плацебо-контроль), разбавленный 350 см3 яблочного сока и минеральной воды в равных дозах [185]. Испытуемым предлагали компьютерные гонки и оценивали их результаты по выполнению теста на автосимуляторе в исходном состоянии и через четыре часа после приема напитков.

Заметное влияние на успешность сложной операторской деятельности оказали НБТ. Достоверно увеличилось время прохождения «трассы» и число «повреждений автомобиля». При употреблении смеси водки с Bulldozer или Red Bull отмечалось увеличение длины пути, пройденного центром давления тела испытуемых при открытых и закрытых глазах. Подобный эффект не наблюдался при приеме водки, разбавленной соком. Изменения систолического давления соответствовало физиологической норме для взрослого здорового человека. По показателям диастолического давления и частоты сердечных сокращений достоверных различий между состояниями и между напитками не выявлено [185].

Таким образом, добавление НБТ к водке способствовало повышению настроения, приливу сил, стимуляции общения. Снижало жалобы на жажду и головную боль в постинтоксикационном состоянии на следующий день после употребления алкоголя. Употребление НБТ с водкой снижает «скоростные характеристики вождения автомобиля», удлиняя прохождение трассы на автосимуляторе, что позволяет сделать предположение о препятствии спровоцированной алкоголем переоценке собственных возможностей и увеличению осторожности. НБТ не оказывают существенного влияния на показатели состояния деятельности сердечно-сосудистой системы в состоянии алкогольного опьянения [185].

Определенные опасения у медиков имеются и в отношении НБТ на основе кофеина, содержащих это вещество от 250 до 350 мг/см3, поскольку верхний допустимый уровень потребления кофеина составляет 350 мг в сутки. С учетом возможного потребления более одной порции в день НБТ могут оказать негативное влияние на здоровье, особенно если речь идет о людях с сердечно-сосудистыми заболеваниями, расстройствами сна и страдающих стрессами. В связи с этим запрещена продажа НБТ в школах, а товаропроизводителям рекомендовано в целях безопасности включать в состав не более двух тонизирующих компонентов. В то же время к НБТ, реализуемым в настоящее время на российском рынке, это требование не всегда соблюдается товаропроизводителями. Так, в НБТ Burn (изготовитель Кока-Кола ЭйчБиСи Евразия) включены два тонизирующих ингредиента и два стимулятора энергетического обмена (таурин, кофеин, экстракт гуараны, глю-куронолактон), также, как и в Battery (производитель – Вена, Санкт-Петербург по лицензии финского концерна Sinebrychoff) – таурин, кофейный и гуарановый экстракты. Напиток Adrenaline Rush (от PepsiCo) содержит два тонизирующих компонента и три стимулятора энергетического обмена (кофеин, таурин, L-карнитин, экстракт женьшеня, экстракт гуараны) [70].

На базе московского наркологического диспансера № 8 было проведено комплексное клиническое, инструментальное и биохимическое обследование детей и подростков, пристрастившихся к употреблению НБТ. Последствия употребления напитков проявлялись в виде раздражительности, слабости, вялости, немотивированной агрессивности, резких перепадов настроения, нарушений сна и аппетита, что приводило к снижению успеваемости и нарушениям дисциплины в школе. Клинико-биохимическими исследованиями подтвердилось кардиотоксическое действие НБТ в виде энергетического перенапряжения или слабости сердечной мышцы на фоне нарушений калиевого баланса крови и достоверного снижения общей резистентности организма, судя по интегральному показателю активности -глутамилтрансферазы крови. Обнаруживалось частичное функциональное истощение внешнесекреторной функции поджелудочной железы. Ученые, проводившие данное исследование, предположили возможность риска раннего развития полиорганной патологии при чрезмерном употреблении НБТ [106].

Заместитель директора НИИ РАМН М.-М. Г. Гаппаров утверждает, что НБТ – это не более чем витаминизированные заменители кофе. Нежелательные последствия могут наступить лишь при сочетании НБТ с алкоголем. В результате у человека, если у него проблемы с давлением, может наступить гипертонический криз. В России до сих пор эта проблема не исследовалась. В любом случае люди, имеющие проблемы с давлением или сердцем, должны избегать употребления этих напитков» [201].

Президент Ассоциации спортивной аэробики РФ М. Ивлев не рекомендует увлекаться НБТ, тем более пить их каждый день. Вне всякого сомнения, бывают в жизни ситуации, когда человек работает на пределе, из последних сил. В этом случае можно выпить тонизирующий напиток, добиться разового эффекта и успокоиться [201].

Фитнес-директор Marina club Л. Савосина, считает, что НБТ действительно бодрят. Советует принимать напитки грамотно и только при необходимости [201].

Мнения экспертов схожи в рекомендациях:

не превышать суточную дозу кофеина;

предоставлять организму отдых для восстановления сил;

не пить тонизирующие напитки после спортивной тренировки, т. к. они повышают кровяное давление;

знакомиться с противопоказаниями на этикетке (или упаковке);

не смешивать НБТ различных торговых марок во избежание превышения допустимой дозы стимуляторов энергетического обмена.

Содержание тонизирующих компонентов в напитках безалкогольных, обеспечивающих оптимальный тонизирующий эффект

Исследование компонентов в НБТ, обеспечивающих оптимальный тонизирующий эффект, проведено в ЦНИЛ ФГБОУ ВО КемГМУ Минздрава России (таблица 3.10).

Нормативным документом ГОСТ Р 52844-2007 предусматриваются рекомендуемые уровни содержания компонентов в НБТ, обеспечивающих оптимальный тонизирующий эффект: кофеина – 25-35 мг/100 см3, таурина – 300-400 мг/100 см3, глюкуронолактона – 150-240 мг/100 см3 и L-карнитина – 80-120 мг/100 см3.

Содержание основного компонента НБТ – кофеина составляет от 13,9±0,1 мг/100 см3 для напитка Tornado ice до 34,9±0,1 мг/100 см3 – для напитка торговой марки Burn. В напитках Burn, Adrenaline Nature, Drive me и Spring Energy отсутствует таурин. При производстве напитка Red Bull используется глюкуронолактон в количестве от 120 до 240 мг/100 см3, при изготовлении Super max – от 12 до 24 мг/100 см3.

Технологической особенностью производства Adrenaline Rush является использование L-карнитина.

Сравним содержание компонентов, обеспечивающих оптимальный тонизирующий эффект, в НБТ вышеуказанных торговых марок с минимально допустимым уровнем, приведенными в ГОСТ Р 52844-2007. Наглядно данные представлены на рисунках 3.2 и 3.3.

Сравнивая фактические значения показателей составных компонентов, следует отметить, что содержание кофеина в восьми образцах из одиннадцати (Red Bull, Bullit, Adrenaline Rush, Adrenaline Nature, Drive me, Super max, Spring Energy, Flash) превышает минимально допустимый уровень на 20 % и не превышает максимально допустимый уровень, обозначенный нормативным документом. Содержание кофеина в НБТ Tornado и Tornado ice практически в два раза ниже минимально заявленной нормы.

По данным рисунка 3.3 – в большинстве образцов НБТ содержание таурина значительно ниже минимально допустимого уровня, заявленного в ГОСТ Р 52844-2007. Tornado содержит 5 % таурина, Super max – 13 %. В НБТ Adrenaline Rush таурина содержится на 10 % больше от минимально допустимого уровня.

Содержание глюкуронолактона в Red Bull выше на 20 % от минимально допустимого уровня, в Super max – ниже на 82 % и составляет 18 %. При маркировании остальных образцов НБТ информация о содержании глюкуронолактона не вынесена. Экспериментальные исследование подтвердили их отсутствие в напитках.

Добавление L-карнитина характерно только для НБТ Adrenaline Rush. Его содержание ниже минимально допустимого уровня на 91,25 %, что составляет 8,75 %.

При определении массовой доли заявленного кофеина относительная погрешность составила 0,33 %, таурина – 18 %, глюкуронолактона – 25 %, L-карнитина – 30 %, что соответствует техническим характеристикам паспорта оборудования. Содержание основных компонентов кофеина и таурина соответствует составу, заявленному на упаковке и не превышает максимально допустимый уровень.

Далее исследован витаминный состав НБТ (таблица 3.11).

При производстве напитков: Red Bull, Burn, Super max используется широкий спектр витаминов, представленный ниацином, пантотеновой кислотой, пири-доксином, цианокобаламином и витаминоподобным веществом – инозитом. Для напитков Adrenaline Nature, Drive me, Tornado ice характерно отсутствие витаминов. Содержание витаминов соответствует составу, заявленному на упаковке напитков.

Для наглядного сравнения содержания витаминов (ниацина, пантотеновой кислоты, пиридоксина и цианокобаламина, наиболее широко применяемых при производстве рассматриваемых НБТ) с минимально допустимым уровнем, приведенным в ГОСТ Р 52844-2007, рассмотрим данные, представленные на рисунках 3.4-3.7.

Из рисунка 3.4 видно, что для всех образцов НБТ, содержание ниацина ниже минимально допустимого уровня, приведенного в стандарте. Так для напитка Red Bull содержание витамина ниже минимально заявленного уровня на 8 %, а для Super max – на 76 %.

Как следует из рисунка 3.5, заявленное количество пантотеновой кислоты от минимально допустимого уровня варьирует от 51 % для напитка Super max до 204 % для напитка Spring Energy. Наиболее приближенные значения к минимально допустимому уровню, характерны для напитков Flash (128 %), Tornado (119 %) и Burn (94 %).

Для напитка Adrenaline Rush содержание цианокобаламина по данным рисунка 3.7, превышает в три раза минимально допустимый уровень, заявленный в стандарте, и составляет 300 %. В напитке Burn содержание витамина В12 ниже на 80 % минимально допустимого уровня и составляет 20 %.

При определении количественного состава ниацина относительная погрешность составила 31 %, пантотеновой кислоты и пиридоксина – по 15 %, инозита – 26 %, цианокобаламина – 25 %, что соответствует техническим характеристикам паспорта оборудования. Можно предположить, что изготовители НБТ не имеют достаточно точных методов дозировки ингредиентов с малой концентрацией.

Проектирование технологии производства напитков безалкогольных тонизирующих на растительном сырье

Качество напитков определяется совокупностью факторов, обуславливающих пригодность удовлетворять определенные потребности человека в соответствии с назначением [80]. Для оценки потребительских достоинств или недостатков, разрабатываемых НБТ на растительном сырье, использовали органолептический метод. На дегустацию представлены 12 образцов НБТ. При проектировании норм расходов руководствовались МР 2.3.1.1915-04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ», федеральным законом № 29-ФЗ «О качестве и безопасности пищевых продуктов» и результатами ранее проведенных исследований влияния физиологически активных компонентов на организм человека [54, 90]. Основные компоненты – сок лимонника китайского, вкусо-ароматические добавки «Экстракт родиолы», «Экстракт женьшеня», обладающие тонизирующим эффектом, и концентрированные соки сибирских ягод. Характеристика образцов представлена в таблице 5.7.

Наиболее высокие оценки получили образцы №№ 1-4. Дегустаторы отметили в образцах полный, гармоничный, приятный, кисло-сладкий специфический аромат и вкус, гармоничное послевкусие с присутствием оттенков внесенных наполнителей. Для образца № 1 характерна легкая горчинка, аромат лимонника и брусники, светло-красный цвет с легким коричневым оттенком. Для образцов №№ 2, 4 характерен специфический аромат облепихи, для образца № 3 – специфический аромат черники. Напитки замутненные, гомогенные без осадка и посторонних включений. В образцах №№ 6 и 7 выпал небольшой осадок вкусо-ароматических добавок «Экстракт родиолы» и «Экстракт лимонника», в образце № 8 – экстракта лимонника, в образце № 9 – экстракта элеутерококка, которые исчезали после взбалтывания.

Наиболее низкую оценку получил образец № 9. Дегустаторы отметили сильно выраженный специфический вкус и аромат элеутерококка, плохой освежающий эффект, неприятное послевкусие.

Статистическая обработка оценок дегустаторов по органолептическим показателям образцов НБТ «WILD CAT» («ДИКИЙ КОТ»)» представлена в Приложении У. Наиболее высоким качеством характеризовались образцы №№ 1-4. Де 171 густаторы оценили образец № 4 в 24,9 балла, образец № 3 – в 24,6 балла, образец № 2 – в 24,5 балла, образец № 1 – в 24,4 балла.

Эти образцы в своем составе содержат сок лимонника китайского прямого отжима, вкусо-ароматические добавки «Экстракт родиолы», «Экстракт женьшеня». В качестве дополняющей композиции применялись концентрированные соки облепихи, брусники и черники.

Результаты проведенной дегустации можно считать действительными. Максимальное стандартное отклонение 0,6. Количественный состав образцов положен в основу рецептур НБТ «WILD CAT» («ДИКИЙ КОТ»)».

В качестве эталонов для производства новых НБТ выбраны образцы под номерами 1-4 (таблица 5.7), как набравшие наиболее высокие оценки по органо-лептическим показателям.

Технологический процесс производства НБТ на растительном сырье осуществляется с учетом предложенных рецептур согласно технологической инструкции ТИ 9185-003-39656998-14 (Приложение Ф).

Основные требования к сырью и материалам

Сырье и вспомогательные материалы, применяемые для изготовления НБТ на растительном сырье, должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов и иметь разрешение органов Роспотребнадзора России для использования при производстве данного вида продукции.

Сырье и материалы хранят в соответствии с требованиями нормативной документации на данные виды продукции. Каждая партия сырья должна сопровождаться документом, подтверждающим его качество и безопасность [181].

Также не допускается в переработку сырье, в котором остаточное количество токсичных элементов превышает допустимые уровни, установленные в Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требованиях к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) [35] и требованиям ТР ТС 021/2011 [178].

Схема и технологические особенности производства НБТ могут быть газированными и негазированными. НБТ газированный готовят путем насыщения его двуокисью углерода.

Технологическая схема производства напитков включает следующие этапы:

приемку сырья;

подготовку воды;

приготовление и внесение сахарного сиропа;

приготовление и внесение раствора лимонной кислоты;

внесение соков;

внесение вкусоароматических добавок и экстрактов;

приготовление и внесение раствора консервантов (при использовании);

приготовление купажного сиропа;

пастеризацию купажного сиропа;

передачу купажного сиропа на линию розлива;

приготовление готового напитка путем смешения купажного сиропа и подготовленной воды в синхронно-смесительной установке и насыщение двуокисью углерода (для газированных напитков);

розлив, укупорку, бракераж, этикетировку, маркировку и формирование групповой упаковки, передачу готовой продукции на склад;

хранение и транспортировку готовой продукции.

Технологической особенностью производства напитка «WILD CAT» («ДИКИЙ КОТ»)» является внесение концентрированных соков и вкусо-ароматических добавок. При приготовлении купажного сиропа ингредиенты вносят в следующей последовательности:

охлажденный сахарный сироп;

водный раствор лимонной кислоты;

водные растворы концентрированных соков;

водные растворы вкусо-ароматических основ и экстрактов;

водный раствор консерванта;

вода до расчетного объема.

Пастеризация купажного сиропа осуществляется при температуре 85 С в течение 30 секунд с последующим охлаждением до температуры 25-30 С. Розлив напитка производят в ПЭТ-бутылки на линии розлива. Бутылки с напитком оформляют этикеткой и маркируют, указывая дату производства и дату окончания срока годности.

Маркировка должна проводиться в соответствии с требованиями ТР ТС 022/2011, ГОСТ Р 52844-2007 с указанием:

фраз: «Не рекомендуется лицам до 18 лет, старшего и пожилого возраста, больным гипертонической болезнью, с нарушением сердечной деятельности, по вышенной нервной возбудимостью, выраженным атеросклерозом, лицам страда ющим бессонницей, беременным и кормящим женщинам», «Перед употреблени ем взболтать», «Пейте охлажденным»;

количественного содержания тонизирующих компонентов (в 100 см3 напитка);

рекомендаций по ограничению суточного потребления (в упаковочных единицах) в соответствии с содержанием БАВ в потребительской упаковке и значениями верхних допустимых уровней суточного потребления: «Рекомендуется употреблять не более одной бутылки (или 350 см3) в сутки»;

рекомендаций по хранению вскрытой упаковки: «Вскрытую упаковку хранить в холодильнике не более 10 суток».

Готовый напиток проверяют по органолептическим и физико-химическим показателям (титруемой кислотности, массовой доле сухих веществ), а также контролируют объем налива и правильность этикетирования и маркировки.

Анализ классификаций напитков функциональной направленности

Исследования в области гигиены питания, разработка технологий новых продуктов, здоровье человека способствуют поиску новых источников продовольственного сырья, тем самым способствуя расширению ассортимента пищевых продуктов. Однако терминология, используемая в области ассортимента, питания, качества и безопасности пищевых продуктов, нуждается в систематизации и устранении противоречий, существующих в терминах и определениях.

При изучении напитков безалкогольных тонизирующих (НБТ), реализуемых на рынке г. Кемерово, установлено, что производители при маркировании указывают в наименовании напитка следующее: безалкогольный тонизирующий (энергетический) напиток, тем самым ставя понятия, обозначаемые терминами «энергетический» и «тонизирующий», на одну ступень классификации и делая их синонимами. Из выше приведенных определений можно заключить, что напитки безалкогольные энергетические – это разновидность тонизирующих напитков, на одной ступени классификации располагаться не могут. При этом в определении тонизирующих напитков нет четкого указания на количественное содержание тонизирующих компонентов. При сравнении маркировки НБТ и напитков безалкогольных энергетических разницы в составляющих информации для потребителя не установлено, поэтому идентифицировать напитки безалкогольные энергетические по маркировке, согласно вышеуказанному определению, в настоящее время не представляется возможным.

Проанализировав определения, установленные ГОСТ Р 52844-2007, и данные маркировки, нанесенной на упаковки НБТ, предлагаем ввести термин и его определение «фитотоники». Трактовать термин в следующей редакции: фитотоники – это безалкогольные напитки, содержащие натуральные растительные компоненты и, обеспечивающие адекватное повышение умственной и физической работоспособности человека. Предварительное изучение толковых словарей русского языка Ожегова, Ушакова, Даля; энциклопедического словаря Ф. А. Брокгауза и И. А. Евфрона; большого энциклопедического словаря и словаря иностранных слов дает понять, что определения терминов «тонизирующие напитки», «энергетические напитки» и «фитонапитки» не приводятся. Предложенные нами термины и их определения представлены в глоссарии (Приложение I).

Для ориентации в многообразии товаров используется их научная классификация, которая должна:

гарантировать полноту охвата всего ассортимента товаров;

обеспечивать (при необходимости) включение в нее новых позиций без существенного нарушения общей системы классификации;

способствовать всестороннему исследованию свойств товара, его потребительских ценностей;

способствовать совершенствованию всех каналов товародвижения;

соответствовать принципам кодирования товаров и образования краткого шифра товаров.

На напитки безалкогольные энергетические и НБТ не существует четкой классификации. Некоторые авторы в своих работах предлагают относить их к функциональным напиткам, то есть к напиткам, которые могут принимать участие в регулировании или улучшении защитных биологических механизмов, помогать в предупреждении или защите от конкретных заболеваний, повышать выносливость и улучшать душевное состояние человека [44, 140, 165].

По мнению авторов Шатнюк Л. Н., Юдиной А. В., функциональные напитки можно разделить на четыре группы: напитки группы «Здоровье», спортивные, энергетические и нутрицевтические напитки. Данная классификация представлена на рисунке 7.1 [189].

В основе классификации данных авторов лежит фасетный метод. Единственный признак классификации – «назначение». Особенностью данной классификации является то, что авторы, помимо четкого разделения функциональных напитков по назначению, указывают также действия напитков и отличительные особенности состава. Для напитков безалкогольных энергетических указано следующее назначение и особенности состава: «стимулирующие энергетические процессы в организме человека» и «содержащие кофеин, гуарану, таурин, экстракт женьшеня и других растений». Таким образом, приводя состав данной группы напитков, авторы указывают перечень тонизирующих компонентов, в результате чего группу функциональные напитки целесообразнее отнести к тонизирующим напиткам.

Для спортивных напитков авторы указывают следующие особенности состава: обогащение витаминами, насыщение минеральными веществами, аминокислотами, L-карнитином, кофеином.

Однако наличие тонизирующих веществ типа кофеина, экстрактов женьшеня, элеутерококка, левзии не допускается [44]. Примером спортивного напитка является «Потребитель усталости» (США), который содержит питательную смесь «Ватсон», витамины группы В, антиоксиданты.

В данном случае возникает вопрос: «Как отличить энергетические напитки от спортивных напитков, если при производстве напитков в обоих случаях в предложенной классификации указан кофеин?». Согласно работе М. А. Николаевой, М. С. Худякова, М. А. Голубцова и др. [102], спортивное питание является одной из групп специализированного питания, недавно появившегося на рынке. В спортивных напитках для спортсменов допустимо использование L-карнитина, входящего в состав и энергетических напитков, но недопустимо использование кофеина.

К группе «Здоровье» авторы относят напитки, предназначенные для пожилых людей и молодежи, имеющие в своем составе витамины, антиоксиданты, пробиотики, жирные кислоты класса Омега-3 и пищевые волокна [186, 194]. Данные особенности состава способствуют предупреждению сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных заболеваний, онкологических и других болезней. Однако по указанным особенностям в составе и действию напитков данной группы целесообразнее было бы указать, что напитки группы «Здоровье» предназначены для массового потребления.

К группе «нутрицевтические напитки (напитки с добавленной ценностью)» авторы относят напитки с заданным химическим составом и обладающие повышенной пищевой ценностью или выраженной биологической активностью и витаминизированные сухие напитки для детей, женщин детородного возраста, промышленных рабочих, пожилых людей; страдающих сахарным диабетом, ожирением и т. д.

Таким образом, представленная классификация [189] является простой в понимании, но содержит свои недостатки: не прослеживаются признаки, по которым она составлена – по составу вносимых компонентов, для каких-то определенных групп, отличающихся по гендерно-возрастному признаку, или для людей, занимающихся определенным видом деятельности, а также не отражена группа «тонизирующие напитки».

А. В. Орещенко и А. Д. Дурнев указывают на определенные трудности в классификации функциональных напитков, т. к. одни и те же напитки могут входить в разные классификационные группы (рисунок 7.2). Ученые предлагают к функциональным напиткам отнести напитки общеукрепляющего, профилактического, адаптогенного и специального назначения [174]. В основу классификации положены свойства напитков, позволяющих обеспечивать оптимальную жизнедеятельность организма, профилактику обострения хронических заболеваний и возникновения новых заболеваний, функционирование организма в условиях повышенных интеллектуальных и физических нагрузок, а также увеличивать устойчивость к экстремальным воздействиям. Авторы предлагают энергетические и тонизирующие напитки отнести к напиткам адаптогенного действия, обеспечивающим функционирование организма в условиях повышенных интеллектуальных и физических нагрузок. В свою очередь, адаптогены способны повышать сопротивляемость организма к широкому спектру вредных воздействий и легче переносить стресс. При этом не все тонизирующие компоненты, используемые при производстве НБТ и напитков безалкогольных энергетических, оказывают адаптогенное действие на организм человека. Например, кофеин, который входит в состав большинства НБТ и напитков безалкогольных энергетических, является стимулятором центральной нервной системы (ЦНС) и не обладает адаптогенным действием.